Ta članek obravnava različne vrste motornih dajalnikov v avtomatizaciji, zlasti linearne in rotacijske dajalnike ter njihove aplikacije.
I. Kaj je motorni kodirnik?
Dajalnik motorja je naprava, ki beleži položajne podatke za avtomatizirane krmilne sisteme ali kateri koli stroj, ki vsebuje motorje, ki zahtevajo položajne informacije. Od robotskih rok do 3D tiskalnikov so vseprisotni. Kodirniki imajo ključno vlogo pri omogočanju pravilnega delovanja avtonomnih strojev. Omogočajo natančno merjenje gibljivih komponent v sistemu.
Dajalniki motorjev ponujajo prednosti na več področjih. Na primer, linearni dajalniki se pogosto uporabljajo v aplikacijah na tirnicah in omogočajo CNC-strojem in 3D-tiskalnikom, da izdelajo dele z natančnostjo, medtem ko rotacijski dajalniki omogočajo robotske roke v proizvodnji. Signali, ki jih oddajajo, aktivirajo različne izhode na krmilnikih ali PLC-jih v točno določenem trenutku.
II. Kako delujejo motorni dajalniki?
Dajalniki delujejo tako, da zagotavljajo električne informacije krmilnim napravam, ki temeljijo na enem od dveh različnih sistemov: rotacijskem ali linearnem. V kodirnikih obstaja več mehanizmov za pretvorbo fizičnih sprememb v električne podatke: uporovni, mehanski, magnetni in optični. Optični kodirniki so najpogostejši v proizvodnji. Vsebujejo vsaj en oddajnik svetlobe in en sprejemnik svetlobe za pretvorbo fizičnega gibanja v električne signale za obdelavo krmilnika. Ne glede na uporabljeno metodo pretvorbe so dajalniki vedno kategorizirani kot linearni ali rotacijski dajalniki.
V optičnih kodirnikih, tako rotacijski kot linearni tipi, uporabljajo "okna", izrezana v trdno površino, ki omogočajo, da svetloba vstopi v sprejemno enoto le postopoma. Linearni dajalniki uporabljajo senzorje za zaznavanje različnih vzorcev znotraj traku vzdolž dolžine poti, medtem ko so rotacijski dajalniki sestavljeni iz diska z režami, ki prenašajo signale nazaj v nadzorni sistem.
V optičnih sistemih oddajnik oddaja konstanten žarek svetlobe, ki se postopoma prekinja, ko se sistem premika. Kadarkoli sprejemnik zazna svetlobo oddajnika, pošlje električni signal krmilniku. Za blokiranje/sprejemanje svetlobe obstajajo različne konfiguracije diska ali sledi, odvisno od aplikacije. Ti vključujejo dajalnike absolutnega položaja in inkrementalne dajalnike.
III. Absolutni dajalniki in inkrementalni dajalniki: Kakšna je razlika?
Absolutni kodirniki uporabljajo več svetlobnih senzorjev za pošiljanje binarnih kod v krmilnik. Imajo ločene reže, ki ustrezajo parom oddajnikov/sprejemnikov svetlobe. Pri eno{2}}obratnih dajalnikih absolutne vrednosti te reže ustvarijo binarno kodo, ki označuje kotni položaj znotraj enega obrata motorja.
Pri aplikacijah, ki zahtevajo večjo natančnost in večji obseg, več{0}}obratni kodirniki uporabljajo reduktorje zobnikov in dva diska dajalnika za doseganje večjega obsega znanih položajev. Dajalniki absolutne vrednosti so bolj primerni za scenarije, ki zahtevajo podatke o položaju po izgubi moči, najpogosteje v varnostnih tokokrogih. Inkrementalni kodirniki imajo enakomerno razporejene reže za pošiljanje impulzov v krmilnik. Ti kodirniki se zanašajo na impulze, preštete od ničelne pozicije, zaradi česar je ključnega pomena imeti znan položaj za ponovni zagon štetja, če sistem iz kakršnega koli razloga izgubi napajanje.
Ko je potrebna samo hitrost motorja, se lahko krmilniku pošlje analogni signal, ki mu omogoči obdelavo teh podatkov za uporabne aplikacije. Če proces zahteva podatke o položaju, lahko kodirnik pošlje električne impulze krmilniku, da dešifrira položaj motorja znotraj njegovega mejnega območja.
IV. Kje se uporabljajo linearni kodirniki?
Linearni kodirniki prenašajo signale električnih impulzov v krmilnike prek senzorjev ali "zarez" na lestvici. Te impulzne signale lahko dekodira PLC in jih pretvori v navodila, ki jih naprava sledi.
Linearni kodirniki so bolj primerni za aplikacije z drsnimi pozicionerji, kot so 3D tiskalniki ali CNC stroji. Odlični so v procesih, ki zahtevajo natančen-hiter prenos podatkov do krmilnikov. Nekateri linearni dajalniki, če ne absolutni dajalniki, zahtevajo referenčni položaj za iskanje ničle po izpadu napajanja ali ponovnem zagonu PLC/krmilnika.
Absolutni dajalniki uporabljajo binarno predstavitev za položaj, medtem ko inkrementalni dajalniki pošiljajo samo impulze, ki jih prešteje krmilnik po zagonu. Končna stikala ali senzorji lahko zagotovijo referenčno točko, ko je treba podatke o položaju ponastaviti.
Linearni kodirniki na podlagi-kode-lahko določijo svoj položaj brez premikanja ali referenčnih točk. Za določitev položaja uporabljajo binarne kode iz več lestvic. To ponuja večjo prilagodljivost za postopke uporabe in odpira več priložnosti na področjih, ki zahtevajo varnost pri ponovnem zagonu.
V. Uporaba rotacijskih dajalnikov
Rotacijski dajalniki so sestavljeni iz krožne skale, pritrjene na gred motorja. Ko se motor vrti, svetlobni senzorji, ki berejo vzorce na tehtnici, pošiljajo štetje impulzov ali binarne kode v PLC. Rotacijski dajalniki so zelo uporabni v aplikacijah, ki zahtevajo merjenje hitrosti motorja ali kjer je razdaljo težko izmeriti brez vrtenja motorja, kot so servo motorji v robotskih rokah. Aplikacije, ki potrebujejo nadzor hitrosti motorja, uporabljajo inkrementalne dajalnike, ki ustvarjajo štetje impulzov za merjenje hitrosti motorja.
Tehtnica kodirnika ima določeno število rež in PLC te reže šteje, ko se motor vrti. To število je nato mogoče pretvoriti v RPM. Primer, kjer je to uporabno, je motor na tekočem traku. Določeni parametri lahko zahtevajo različne hitrosti jermena in PLC se lahko ustrezno prilagodi glede na število vrtljajev motorja. Uporabni so tudi v aplikacijah, kjer je natančnost ključnega pomena, saj proizvajajo natančnejše podatke kot absolutni rotacijski dajalniki. Kljub večji natančnosti ne morejo prebrati položaja brez premikanja in lahko zahtevajo referenčni položaj po izgubi komunikacije s PLC-jem.
Dajalniki absolutne vrednosti se lahko uporabljajo tudi kot dajalniki rotacijskih motorjev. Ti so bolj primerni za situacije, ki zahtevajo kotne podatke. Prav tako ohranijo možnost priklica položaja po komunikaciji ali izgubi moči med dajalnikom in krmilnikom, za razliko od inkrementalnih rotacijskih dajalnikov, ki za prenos podatkov zahtevajo gibanje.